UN LAMPO DI RAGGI GAMMA A 13,14 MILIARDI DI ANNI LUCE: E' IL PIU' DISTANTE MAI OSSERVATO

l lampo gamma visto da Swift

Un'immagine di GRB 090429B ottenuta con il telescopio XRT (in banda X) a bordo del satellite Swift. 
Swift è una missione NASA con partecipazione internazionale (Italia e UK). 
Le ottiche di XRT sono state realizzate dall'INAF Osservatorio astronomico di Brera. 
La partecipazione italiana a Swift è stata possibile grazie al supporto dell'ASI, l'Agenzia spaziale italiana.
Crediti: NASA/Swift/Stefan Immler

Scoperto dal satellite Swift della NASA e studiato da un team internazionale di astronomi, tra cui ricercatori italiani e dell’INAF sfruttando i migliori telescopi da Terra e dallo spazio, il lampo di raggi gamma denominato GRB 090429B fa segnare un nuovo record tra gli eventi cosmici: mai fino ad oggi era stata scoperta un’esplosione così distante da noi. 

L’eccezionale scoperta, che ha importanti implicazioni sui processi che hanno generato le prime stelle e le prime galassie, viene  presentata oggi in anteprima nel corso del 218° meeting dell’American Astronomical Society a Boston.

Si sposta ancora più lontano la frontiera dell’Universo conosciuto. Un team internazionale di ricercatori, guidati da un italiano e a cui hanno partecipato due astronomi dell’INAF, ha infatti scoperto un’immane esplosione cosmica, associata al lampo di raggi gamma GRB 090429B, prodotta all’eccezionale distanza di 13 miliardi e 140 milioni di anni luce da noi. 

GRB 090429B è dunque avvenuto "solo" 500 milioni di anni dopo il Big Bang: è la più distante esplosione cosmica mai osservata e potrebbe essere in assoluto l'oggetto più lontano nel tempo e nello spazio conosciuto finora. Questa scoperta dimostra che ad un’epoca così remota e prossima all’origine dell’Universo esistevamo già delle stelle di grande massa al termine del loro ciclo evolutivo. 

Secondo le attuali teorie i lampi di raggi gamma, almeno quelli di tipo ‘lungo’ proprio come GRB090429B, sono infatti prodotti dal collasso di stelle supermassicce, ditrenta o più masse solari. 

L'esistenza di una stella in un’epoca così remota ha quindi importanti implicazioni nello studio dell’Universo primordiale. Apparso solo sei giorni dopo GRB 090423, un altro lampo di raggi gamma per il quale due team internazionali di ricercatori (uno dei quali guidato da astronomi dell’INAF) avevano misurato spettroscopicamente una distanza di 13,04 miliardi di anni luce, GRB 090429B ha subito mostrato caratteristiche molto simili all’evento precedente. 

Intanto la sua durata: meno di dieci secondi. Poi la sua debole emissione nei raggi X che ha seguito il lampo (denominata after glow), misurata da Swift, il satellite NASA (con partecipazione italiana) per lo studio dei GRB. 

Come usualmente avviene per questo tipo di fenomeni, subito dopo la scoperta vengono allertati gli osservatori a Terra per seguire l’evoluzione nel tempo delflusso della radiazione proveniente dal GRB. 

Le prime osservazioni effettuate coi telescopi GROND e VLT, installati sulle Ande cilene, non rivelano alcun after glow, suggerendo che possa trattarsi di un evento intrinsecamente debole o molto distante. A seguire, entrano in scena le osservazioni del telescopio Gemini da 10 metri di diametro sul vulcano Mauna Kea alle Hawaii, coordinate da Antonino Cucchiara, ricercatore italiano all’epoca presso la Penn State University (ora a Berkeley).

Queste osservazioni rilevano la presenza dell’after glow del lampo nella banda della radiazione infrarossa ma non nella luce visibile. 

Un’ulteriore conferma che quel lampo proverebbe dagli estremi confini dell’Universo.

Ma anche queste misure avevano bisogno di ulteriori conferme per fugare ogni possibile diversa spiegazione. Nel caso di GRB 090429B, vi era infatti una marginale probabilità che la sorgente fosse invece molto piùvicina, ma schermata da una notevole quantità di polvere e gas intorno adessa. 

Questo ‘guscio’ avrebbe potuto bloccare gran parte della radiazionevisibile, facendo apparire la sorgente del lampo molto più lontana diquanto fosse in realtà. Per risolvere questa ambiguità è stato messo in campo il telescopio spaziale Hubble e sono stati utilizzati altri indicatori di distanza.

“Il mio contributo allo studio del GRB 090429B sta nell’aver utilizzato la correlazione tra la lunghezza d’onda alla quale è massima l’energia trasportata dai raggi X e gamma emessi dal lampo e la sua luminosità, un’importante proprietà scoperta nel 2002 da un gruppo di ricercatori italiani a seguito di uno studio, da me coordinato, dei dati del satellite BeppoSAX,” dice Lorenzo Amati, ricercatore dell’INAF-IASF di Bologna.

 “Anche questa indagine ci ha permesso di escludere la possibilità di un lampo gamma molto più vicino di quanto apparisse. Abbiamo così avuto una conferma indipendente che l’evento è stato davvero prodotto all’alba dell’Universo”.


“La scoperta di un’esplosione cosmica così distante, avvenuta in un’epoca in cui l’Universo aveva meno del 4% dell’età attuale, è di grande interesse per lo studio della sua storia” ribadisce Paolo D’Avanzo, postdoc dell’Osservatorio Astronomico INAF di Brera, coautore insieme adAmati e altri ricercatori dell’articolo sullo studio di GRB 090429B inpubblicazione sulla rivista The Astrophysisical Journal".

“Ancora una voltai lampi di raggi gamma dimostrano di essere tra gli strumenti più promettenti per indagare l’Universo primordiale, ed è ragionevole aspettarci che in un prossimo futuro lo studio di questi eventi possafornirci preziose informazioni sui processi di formazione delle prime stelle e delle prime galassie”.

IMMAGINI E VIDEO AL LINK  www.media.inaf.it/press/grb-090429B

Fonte: INAF - Istituto Nazionale di AstroFisica
Ufficio Relazioni con il Pubblico e la Stampa
Marco Galliani - galliani@inaf.it